Filtrilkondensatoroj, komunreĝimaj induktoroj, kaj magnetaj globetoj estas oftaj figuroj en EMC-dezajnaj cirkvitoj, kaj ankaŭ estas tri potencaj iloj por elimini elektromagnetan interferon.
Pri la rolo de ĉi tiuj tri en la cirkvito, mi kredas, ke multaj inĝenieroj ne komprenas, la artikolo pri la dezajno de detala analizo de la principo de eliminado de la tri plej akraj EMC-oj.
1. Filtrila kondensilo
Kvankam la resonanco de la kondensilo estas nedezirinda el la vidpunkto de filtrado de altfrekvenca bruo, la resonanco de la kondensilo ne ĉiam estas malutila.
Kiam la frekvenco de la bruo filtrota estas determinita, la kapacito de la kondensilo povas esti alĝustigita tiel ke la resonanca punkto ĝuste falu sur la perturban frekvencon.
En praktika inĝenierarto, la frekvenco de elektromagneta bruo filtrota ofte estas tiel alta kiel centoj da MHz, aŭ eĉ pli ol 1 GHz. Por tia altfrekvenca elektromagneta bruo, necesas uzi tra-kernan kondensilon por efike filtri ĝin.
La kialo, kial ordinaraj kondensatoroj ne povas efike filtri altfrekvencan bruon, estas pro du kialoj:
(1) Unu kialo estas, ke la induktanco de la kondensilo-konduktilo kaŭzas kondensilan resonancon, kiu prezentas grandan impedancon al la altfrekvenca signalo, kaj malfortigas la preteriran efikon de la altfrekvenca signalo;
(2) Alia kialo estas, ke la parazita kapacitanco inter la dratoj kunligas la altfrekvencan signalon, reduktante la filtran efikon.
La kialo, kial la tra-kerna kondensilo povas efike filtri altfrekvencan bruon, estas ke la tra-kerna kondensilo ne nur ne havas la problemon, ke la plumba induktanco kaŭzas, ke la resonanca frekvenco de la kondensilo estas tro malalta.
Kaj la tra-kerna kondensilo povas esti rekte instalita sur la metalan panelon, uzante la metalan panelon por ludi la rolon de altfrekvenca izolado. Tamen, kiam oni uzas la tra-kernan kondensilon, la problemo atentinda estas la instala problemo.
La plej granda malforto de la tra-kerna kondensilo estas la timo pri alta temperaturo kaj temperatura efiko, kio kaŭzas grandajn malfacilaĵojn dum veldado de la tra-kerna kondensilo al la metala panelo.
Multaj kondensatoroj difektiĝas dum veldado. Precipe kiam granda nombro da kernaj kondensatoroj devas esti instalitaj sur la panelo, kondiĉe ke difekto estas, malfacilas ripari ĝin, ĉar kiam la difektita kondensatoro estas forigita, ĝi kaŭzos difekton al aliaj proksimaj kondensatoroj.
2. Komuna reĝimo induktanco
Ĉar la problemoj, kiujn alfrontas EMC, estas plejparte komunreĝima interfero, komunreĝimaj induktiloj ankaŭ estas inter niaj ofte uzataj potencaj komponantoj.
La komunreĝima induktilo estas komunreĝima interfersubprema aparato kun ferito kiel kerno, kiu konsistas el du bobenoj de la sama grandeco kaj la sama nombro da turnoj simetrie volvitaj sur la sama feritan ringan magnetan kernon por formi kvar-finan aparaton, kiu havas grandan induktancan subpreman efikon por la komunreĝima signalo, kaj malgrandan elfluan induktancon por la diferenciga reĝima signalo.
La principo estas, ke kiam la komuna moda kurento fluas, la magneta fluo en la magneta ringo supermetas unu la alian, tiel havante konsiderindan induktancon, kiu inhibicias la komunan modan kurenton, kaj kiam la du bobenoj fluas tra la diferenciala moda kurento, la magneta fluo en la magneta ringo nuligas unu la alian, kaj preskaŭ ne estas induktanco, do la diferenciala moda kurento povas pasi sen malfortiĝo.
Tial, la komunreĝima induktilo povas efike subpremi la komunreĝiman interfersignalon en la ekvilibra linio, sed ne efikas sur la normalan transdonon de la diferenciga reĝima signalo.
Komunreĝimaj induktiloj devas plenumi la jenajn postulojn kiam ili estas fabrikitaj:
(1) La dratoj volvitaj sur la bobenkerno estu izolitaj por certigi, ke ne okazu kurta cirkvito inter la volvaĵoj de la bobeno sub la ago de tuja supertensio;
(2) Kiam la bobeno fluas tra la tuja granda kurento, la magneta kerno ne devas esti saturita;
(3) La magneta kerno en la bobeno estu izolita de la bobeno por eviti disrompon inter la du sub la ago de tuja supertensio;
(4) La bobeno estu volvita en ununura tavolo kiel eble plej multe, por redukti la parazitan kapacitancon de la bobeno kaj plibonigi la kapablon de la bobeno transdoni paseman supertension.
Sub normalaj cirkonstancoj, atentante la elekton de la frekvencbendo bezonata por filtri, ju pli granda la komunreĝima impedanco, des pli bone, do ni devas rigardi la aparatajn datumojn dum elektado de la komunreĝima induktilo, ĉefe laŭ la impedanca frekvenckurbo.
Krome, dum elektado, atentu la efikon de diferenciala reĝima impedanco sur la signalon, ĉefe enfokusigante la diferencialan reĝiman impedancon, precipe atentante la altrapidajn pordojn.
3. Magneta perlo
En la projektado de ciferecaj cirkvitoj per elektromagneta kondensado (EMC), ni ofte uzas magnetajn globetojn. Ferita materialo estas fero-magnezia alojo aŭ fero-nikela alojo. Ĉi tiu materialo havas altan magnetan permeablon, kaj povas esti induktilo inter la bobeno en kazo de alta frekvenco kaj alta rezisto kun minimuma kapacitanco generita.
Feritaj materialoj estas kutime uzataj ĉe altaj frekvencoj, ĉar ĉe malaltaj frekvencoj iliaj ĉefaj induktancaj karakterizaĵoj faras la perdon sur la linio tre malgranda. Ĉe altaj frekvencoj, ili estas ĉefe reaktancaj karakterizaĵoj kaj ŝanĝiĝas kun frekvenco. En praktikaj aplikoj, feritaj materialoj estas uzataj kiel altfrekvencaj atenuiloj por radiofrekvencaj cirkvitoj.
Fakte, ferito estas pli bone ekvivalenta al la paralelo de rezisto kaj induktanco, la rezisto estas mallongcirkvita de la induktilo ĉe malalta frekvenco, kaj la induktila impedanco fariĝas sufiĉe alta ĉe alta frekvenco, tiel ke la tuta kurento pasas tra la rezisto.
Ferito estas konsumanta aparato, en kiu altfrekvenca energio konvertiĝas en varmenergion, kio estas determinita de ĝiaj elektrarezistancaj karakterizaĵoj. Feritaj magnetaj globetoj havas pli bonajn altfrekvencajn filtrajn karakterizaĵojn ol ordinaraj induktoroj.
Ferito estas rezistanca ĉe altaj frekvencoj, ekvivalenta al induktilo kun tre malalta kvalitfaktoro, do ĝi povas konservi altan impedancon super larĝa frekvenca gamo, tiel plibonigante la efikecon de altfrekvenca filtrado.
En la malaltfrekvenca bendo, la impedanco konsistas el induktanco. Ĉe malalta frekvenco, R estas tre malgranda, kaj la magneta permeablo de la kerno estas alta, do la induktanco estas granda. L ludas gravan rolon, kaj elektromagneta interfero estas subpremita per reflekto. Kaj tiam, la perdo de la magneta kerno estas malgranda, la tuta aparato havas malaltperdan kaj altan Q-karakterizaĵon de la induktilo, kiu facile kaŭzas resonancon, do en la malaltfrekvenca bendo, foje povas esti pliigita interfero post la uzo de feritaj magnetaj globetoj.
En la altfrekvenca bendo, la impedanco konsistas el rezistancaj komponantoj. Dum la frekvenco pliiĝas, la permeablo de la magneta kerno malpliiĝas, rezultante en malpliiĝo de la induktanco de la induktilo kaj malpliiĝo de la indukta reaktanca komponanto.
Tamen, en ĉi tiu tempo, la perdo de la magneta kerno pliiĝas, la rezistanca komponanto pliiĝas, rezultante en pliiĝo de la totala impedanco, kaj kiam la altfrekvenca signalo pasas tra la ferito, la elektromagneta interfero estas absorbita kaj konvertita en la formon de varmodisradiado.
Feritaj subpremaj komponantoj estas vaste uzataj en presitaj cirkvitplatoj, alttensiaj linioj kaj datenlinioj. Ekzemple, feritan subpreman elementon oni aldonas al la enira fino de la elektra ŝnuro de la presita plato por filtri altfrekvencan interferon.
Ferita magneta ringo aŭ magneta globeto estas speciale uzata por subpremi altfrekvencan interferon kaj pintan interferon sur signallinioj kaj alttensiaj linioj, kaj ĝi ankaŭ havas la kapablon absorbi elektrostatikan malŝarĝan pulsan interferon. La uzo de ĉipaj magnetaj globetoj aŭ ĉipaj induktiloj ĉefe dependas de la praktika apliko.
Ĉipaj induktiloj estas uzataj en resonancaj cirkvitoj. Kiam necesas forigi nenecesan EMI-bruon, la uzo de ĉipaj magnetaj globetoj estas la plej bona elekto.
Apliko de magnetaj perloj kaj ico-induktiloj
Ĉip-induktiloj:Radiofrekvencaj (RF) kaj sendrataj komunikadoj, informteknologia ekipaĵo, radardetektiloj, aŭtelektroniko, poŝtelefonoj, televokiloj, son-ekipaĵo, poŝtelefonoj (PDA-oj), sendrataj teleregiloj, kaj malalttensiaj elektroprovizaj moduloj.
Ĉipaj magnetaj perloj:Horloĝ-generantaj cirkvitoj, filtrado inter analogaj kaj ciferecaj cirkvitoj, I/O-enigo/eligo-internaj konektiloj (kiel seriaj pordoj, paralelaj pordoj, klavaroj, musoj, longdistancaj telekomunikadoj, lokaj retoj), RF-cirkvitoj kaj logikaj aparatoj sentemaj al interfero, filtrado de altfrekvenca kondukita interfero en elektroprovizaj cirkvitoj, komputiloj, printiloj, videoregistriloj (VCRS), EMI-bruosubpremado en televidsistemoj kaj poŝtelefonoj.
La unuo de la magneta perlo estas omo, ĉar la unuo de la magneta perlo estas nominala laŭ la impedanco, kiun ĝi produktas ĉe certa frekvenco, kaj la unuo de impedanco ankaŭ estas omo.
La DATENFOLIO de la magneta perlo ĝenerale provizas la frekvencajn kaj impedancajn karakterizaĵojn de la kurbo, ĝenerale 100MHz kiel la normo, ekzemple, kiam la frekvenco estas 100MHz kiam la impedanco de la magneta perlo egalas al 1000 omoj.
Por la frekvencbendo, kiun ni volas filtri, ni devas elekti: ju pli granda estas la impedanco de la magneta globeto, des pli bone. Kutime ni elektas impedancon de 600 omoj aŭ pli.
Krome, dum elektado de magnetaj globetoj, necesas atenti la fluon de magnetaj globetoj, kiu ĝenerale bezonas esti malpliigita je 80%, kaj la influon de kontinua kurento sur tensiofalo oni devas konsideri kiam uzataj en potencaj cirkvitoj.
Afiŝtempo: 24-a de Julio, 2023
